八年级物理下册第六章力和机械专题训练一新版粤教沪版

专题训练(一) 摩擦力与杠杆平

衡条件的实验探究

探究影响摩擦力大小的因素是力学中的重点实验之一,考查要点有:摩擦力的测量、控制变量法的应用、实验数据的分析及结论的得出、实验评估及改进的方法等。

探究杠杆平衡条件实验的常考点有:杠杆的支点处于杠杆中央的目的、调节杠杆使其在水平位置平衡的目的、杠杆平衡的调节、实验数据的分析及结论的得出等。

类型1 探究影响滑动摩擦力大小的因素

1.如图所示,小芳在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时,操作中的错误是没有使弹簧测力计沿水平方向拉动木块;纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做匀速直线运动;若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将变大(选填“变

大”“变小”或“不变”)。

2.小明同学在“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验时,用弹簧测力计匀速拉动木块,如图甲所示,图乙是他两次拉动同一木块时速度随时间变化的图像。下列说法正确的是(A)

A.两次木块受到的拉力相等

B.木块第一次受到的拉力较大

C.木块第一次受到的摩擦力较大

D.木块第二次受到的摩擦力较大

3.如图1所示,小明在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用弹簧测力计拉着木块分别在粗糙程度不同的甲、乙两块水平木板上做匀速直线运动。实验结束后,根据实验数据画出了木块分别在甲、乙木板上滑动时所受的滑动摩擦力F f与对应压力F压关系的图像。

(1)分析图线甲或乙可知,木块对木板的压力越大,木块所受的滑动摩擦力越大;比较图像可知, 甲(选填“甲”或“乙”)木板更粗糙;

(2)小明在实验中发现,拉着木块使其运动时很难控制“匀速”,于是他设计了如图2所示的装置,当他水平向左拉动平板小车时,木块所受到的摩擦力的方向为水平向左,改进后装置的优点是不需要控制平板小车匀速运动,便于实验操作;由于弹簧测力计静止,便于读数。

4.某同学用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素。木板P放在水平桌面上,木块Q放在木板P上,弹簧测力计的一端固定,一端挂在木块Q上。拉动木板P,木块Q稳定时,读取测力计的示数。

(1)读取测力计的示数,是为了测量 D ;

A.木板P受到地面的滑动摩擦力大小

B.木板P受到木块Q的滑动摩擦力大小

C.木块Q受到地面的滑动摩擦力大小

D.木块Q受到木板P的滑动摩擦力大小

(2)在木块Q上放不同个数的砝码,控制拉动木板P的快慢相同,记录测力计的示数及对应的砝码个数,这是为了研究滑动摩擦力的大小与压力的关系;

(3)控制木块Q上砝码的个数相同,拉动木板P的快慢不同,发现测力计的示数相等,由此得到的结论是接触面相同、压力相等时,滑动摩擦力的大小与运动快慢无关。

5.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力的大小的装置)水平向右拉水平面上的木块,A端拉力随时间变化的图像如图乙所示,0~t1时间内木块静止,木块运动后改变拉力,使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态。

(1)当用F=5.3 N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为 5.3 N;若用F=5.8 N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为 5.1 N;

(2)如图丙所示,为研究滑动摩擦力F摩与接触面受到的压力F N的大小关系,在重为17 N的木块上每次增加1 N重的砝码,分别用水平拉力拉木块使其做匀速直线运动,实验测量数据如表:

根据表中数据,可以得出滑动摩擦力F摩与接触面受到的压力F N的大小关系式为F摩=0.3 F N。

类型2 探究杠杆的平衡条件

6.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,某同学在杠杆的右边A处挂4个质量均为50 g的砝码,如图所示,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆左边的B处竖直向下用 1.5 N的力拉杠杆(g=10 N/kg)。

7.小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图所示。他这样做的最终目的是(D)

A.便于直接测量力臂的大小

B.便于提供不同大小的拉力

C.手拉弹簧测力计,使整个装置更加稳定,便于实验

D.便于提供不同方向的拉力,得出普遍规律

8.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:

(1)如图所示,调节杠杆水平平衡后,左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计(图中未画出)拉杠杆,使其在水平位置平衡,为便于测量力臂,应使弹簧测力计拉力的方向竖直向下;

(2)操作过程中,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡时,接下来合理的操作是左侧钩码往右移(写出一条即可);

(3)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的做法不合理,理由是一组实验数据太少,结论具有偶然性。

9.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,所用的器材有:杠杆、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干。

(1)实验前,将杠杆中点置于铁架台上,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,此时杠杆自身重力的力臂为0 ;这样杠杆自身重力对杠杆的平衡就不起作用了,从而消除了杠杆自重对实验带来的影响;

(2)实验过程中,将钩码悬挂于图甲中A点,保持钩码对杠杆的拉力(阻力)、阻力臂不变,在支点O右侧不同位置,用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力),使杠杆水平平衡,测出每一组动力臂l1和对应的动力F1,并记录在表中。请根据表中数据,在图乙坐标系中绘制出l1与F1的图像,根据图像中实验数据可知,当阻力与阻力臂一定时,动力与动力臂乘积不

变;

答案:如图所示

(3)实验中小明发现,保持杠杆处于水平平衡,当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时,弹簧测力计的拉力会变大,原因是拉力的力臂减小了。